Download miễn phí Đề tài Thiết kế mô hình điều khiển động cơ bước - Ứng dụng phục hồi robot tự hành
LỜI NÓI ĐẦU 3
CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH HỆ THỐNG 4
1.1 GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ BƯỚC 4
1.1.1 Vai trò của động cơ bước 4
1.1.2 Cấu tạo của động cơ bước 4
1.1.3 Hoạt động 5
1.1.4 Ứng dụng 6
1.1.5 Các đặc tính cơ bản của động cơ bước 6
1.1.6 Một số loại động cơ bước 7
1.2 CÁC GIẢI PHÁP VÀ XÁC ĐỊNH BÀI TOÁN 11
1.2.1 Phân tích và lựa chọn giải pháp 11
1.2.2 Xác định bài toán và giới hạn của đề tài 12
CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG 14
2.1 SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG THỂ CỦA HỆ THỐNG 14
2.2 SƠ ĐỒ CALL GRAPH 15
2.3 SƠ ĐỒ ĐẶC TẢ CỦA HỆ THỐNG 15
2.4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ CÁC MODULE 16
2.4.1 Sơ đồ nguyên lý tổng thể 16
2.4.2 Module điều khiển 16
2.4.3 Module động cơ 17
2.4.4 Module hiển thị 19
2.4.5 Module cảm biến 19
2.4.6 Module nguồn 20
2.5 LỰA CHỌN LINH KIỆN 20
2.5.1 Khối điều khiển 21
2.5.2 Khối nguồn 23
2.5.3 Khối hiển thị: 24
2.5.4 IC đệm dòng ULN2803: 25
2.6 SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG 27
2.7 SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN 28
CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG 29
3.1 XÂY DỰNG PHẦN MỀM 29
3.1.1 Chương trình nạp vào vi điều khiển AT89C52 29
3.2 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 34
3.3 XÂY DỰNG PHẦN CỨNG 35
3.3.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống 35
3.3.2 Sơ đồ mạch in 35
TÀI LIỆU THAM KHẢO 38
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 3
CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH HỆ THỐNG 4
1.1 GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ BƯỚC 4
1.1.1 Vai trò của động cơ bước 4
1.1.2 Cấu tạo của động cơ bước 4
1.1.3 Hoạt động 5
1.1.4 Ứng dụng 6
1.1.5 Các đặc tính cơ bản của động cơ bước 6
1.1.6 Một số loại động cơ bước 7
1.2 CÁC GIẢI PHÁP VÀ XÁC ĐỊNH BÀI TOÁN 11
1.2.1 Phân tích và lựa chọn giải pháp 11
1.2.2 Xác định bài toán và giới hạn của đề tài 12
CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG 14
2.1 SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG THỂ CỦA HỆ THỐNG 14
2.2 SƠ ĐỒ CALL GRAPH 15
2.3 SƠ ĐỒ ĐẶC TẢ CỦA HỆ THỐNG 15
2.4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ CÁC MODULE 16
2.4.1 Sơ đồ nguyên lý tổng thể 16
2.4.2 Module điều khiển 16
2.4.3 Module động cơ 17
2.4.4 Module hiển thị 19
2.4.5 Module cảm biến 19
2.4.6 Module nguồn 20
2.5 LỰA CHỌN LINH KIỆN 20
2.5.1 Khối điều khiển 21
2.5.2 Khối nguồn 23
2.5.3 Khối hiển thị: 24
2.5.4 IC đệm dòng ULN2803: 25
2.6 SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG 27
2.7 SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN 28
CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG 29
3.1 XÂY DỰNG PHẦN MỀM 29
3.1.1 Chương trình nạp vào vi điều khiển AT89C52 29
3.2 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 34
3.3 XÂY DỰNG PHẦN CỨNG 35
3.3.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống 35
3.3.2 Sơ đồ mạch in 35
TÀI LIỆU THAM KHẢO 38
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, việc ứng dụng cho các hệ thống nhúng ngày càng trở nên phổ biến: từ những ứng dụng đơn giản như điều khiển một chốt đèn giao thông định thời, đếm sản phẩm trong một dây chuyền sản xuất, điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều, thiết kế một biển quảng cáo dùng Led ma trận, một đồng hồ thời gian thực….đến các ứng dụng phức tạp như hệ thống điều khiển robot, bộ kiểm soát trong nhà máy hay hệ thống kiểm soát các máy năng lượng hạt nhân. Các hệ thống tự động trước đây sử dụng nhiều công nghệ khác nhau như các hệ thống tự động hoạt động bằng nguyên lý khí nén, thủy lực, rơle cơ điện, mạch điện tử số, các thiết bị máy móc tự động bằng các cam chốt cơ khí... các thiết bị, hệ thống này có chức năng xử lý và mức độ tự động thấp so với các hệ thống tự động hiện đại được xây dựng trên nền tảng của các hệ thống nhúng.
Với mong muốn giới thiệu những ứng dụng cơ bản của hệ thống nhúng trong đời sống hiện đại và để mọi người biết đến một vài ứng công cụ thể cũng như tầm quan trọng của các hệ thống nhúng, nhóm chúng em đã tìm hiểu và đưa ra mô hình điều khiển động cơ bước, ứng dụng phục hồi robots tự hành của Bộ môn Kỹ thuật máy tính.
Trong quá trình thực hiện đồ án môn học, do kiến thức còn hạn hẹp cũng như kỹ năng phân tích thiết kế chưa cao nên còn nhiều thiếu sót, kính mong thầy cô và các bạn đóng góp thêm ý kiến để đề tài của chúng em thành công hơn.
Nhóm thực hiện đồ án chúng em xin chân thành Thank sự hướng dẫn tận tình của ThS. Nguyễn Văn Huy – Bộ môn Kỹ thuật máy tính - Khoa Điện Tử đã giúp nhóm hoàn thành đề tài một cách tốt nhất.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Nhóm thực hiện đề tài: Dương Thanh Hoàng
Trần Xuân Kỳ
Trần Văn Linh
CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH HỆ THỐNG
1.1 GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ BƯỚC
1.1.1 Vai trò của động cơ bước
Động cơ bước có vai trò rất quan trọng trong điều khiển chuyển động kỹ thuật số, tự động hóa,… vì nó là cơ cấu chập hành trung thành với những lệnh đưa ra dưới dạng số, nó chấp hành chính xác. Ta cớ thể điều khiển nó quay một góc bất kỳ, chính xác, dừng lại ở một vị trí nào đó ta muốn. Vì vậy nó được ứng dụng nhiều trong tự động hóa và điều khiển số
Một số ứng dụng như : máy CNC, máy in, ổ cứng , ổ đĩa quang, robot, …
Rất nhiều ứng dụng đòi hỏi cơ cấu chuyển động có độ chính xác cao, chuyển động êm cho thấy vai trò của động cơ bước rất quan trọng.
1.1.2 Cấu tạo của động cơ bước
Động cơ bước là một loại động cơ điện có nguyên lý và ứng dụng khác biệt với đa số các động cơ điện thông thường. Chúng thực chất là một động cơ không đồng bộ dùng để biến đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay hay các chuyển động của rôto có khả năng cố định rôto vào các vị trí cần thiết.
Về cấu tạo, động cơ bước có thể được coi là tổng hợp của hai loại động cơ: Động cơ một chiều không tiếp xúc và động cơ đồng bộ giảm tốc công suất nhỏ.
Động cơ bước có thể được mô tả như là một động cơ điện không dung chuyển mạch
Cụ thể, các mấu trong động cơ là rô to và stato là các năm châm vĩnh cửu hoăc trong trường hợp của động cơ biến từ trở nó là những khối răng làm bằng vật liệu nhẹ có từ tính, cho phép chúng quaykhá nhanh và với một mộ điều khiển thích hợp cho phép chúng khởi động và dừng lại ở bất kỳ vị trí nào ta muốn một cách dễ dàng.
Hình mẫu của một động cơ bước trong thực tế
Động cơ bước có thể được dùng trong hệ thống vòng hở đơn giản những hệ thống này đảm bảo cho hệ thống điều khiển gia tốc với tải trọng tĩnh, nhưng khi tải trọng thay đổi hay điều khiển ở gia tốc lớn, người ta vẫn dùng hệ điều khiển vòng kín với động cơ bước một chiều không tiếp xúc và động cơ đồng bộ giảm tốc công suất nhỏ.
1.1.3 Hoạt động
Động cơ bước không quay theo cơ chế thông thường, chúng quay theo từng bước nên có độ chính xác rất cao về mặt điều khiển học Chúng làm việc nhờ các bộ chuyển mạch điện tử đưa các tín hiệu điều khiển vào stato theo thứ tự và một tần số nhất định.
Tổng số góc quay của rôto tương ứng với số lần chuyển mạch, cũng như chiều quay và tốc độ quay của rôto phụ thuộc vào thứ tự chuyển đổi và tần số chuyển đổi.
Một số ưu và nhược điểm của động cơ bước:
• Ưu điểm:
- Khi dùng động cơ bước không cần mạch phản hồi cho điều khiển vị trí và vận tốc.
- Thích hợp với các thiết bị điều khiển số.với khả năng điều khiển số trực tiếp (động cơ bước trở thành thông dụng trong kĩ thuật robot)
- Hầu hết các động cơ bước có thể chuyển động ở tần số âm thanh,
• Nhược điểm:
- Công xuất thấp (việc nâng cao công xuất của động cơ bước đang được rất quan tâm hiện nay)
1.1.4 Ứng dụng
Trong điều khiển chuyển động kỹ thuật số, động cơ bước là một cơ cấu chấp hành đặc biệt hữu hiệu bởi nó có thể thực hiện trung thành các lệnh đưa ra dưới dạng số.
Động cơ bước được ứng dụng nhiều trong ngành Tự động hóa chúng được ứng dụng trong các thiết bị cần điều khiển chính xác. Ví dụ: Điều khiển robot, điều khiển tiêu cự trong các hệ quang học, điều khiển định vị trong các hệ quan trắc, điểu khiển bắt, bám mục tiêu trong các khí tài quan sát, điều khiển lập trình trong các thiết bị gia công cắt gọt, điều khiển các cơ cấu lái phương và chiều trong máy bay…
Trong công nghệ máy tính, động cơ bước được sử dụng cho các loại ổ đĩa cứng, ổ đĩa mềm, máy in …
1.1.5 Các đặc tính cơ bản của động cơ bước
Brushlesss (không chổi than): STEP là loại động cơ không chổi than.
Load Independent (độc lập với tải): động cơ bước quay với tốc độ ổn định trong tầm moment của động cơ.
Open loop positioning (điều khiển vị trí vòng hở): thông thường chúng ta có thể đếm xung kích ở động cơ để xác định vị trí mà không cần có cảm biến hồi tiếp vị trí, nhưng đôi khi trong những ứng dụng đòi hỏi tính chính xác cao STEP thường được sử dụng kết hợp với các cảm biến vị trí như: encoder, biến trở …
Holding Torque (moment giữ ): STEP có thể giữ được trục quay của nó, so với động cơ DC không có hộp số thì moment giữ của STEP lớn hơn rất nhiều.
Excellent Response (Đáp ứng tốt): STEP đáp ứng tốt khi khởi động, dừng lại và đảo chiều quay một cách dễ dàng.
2n0pa5brtk5moj6
Thiết kế robot tự hành tránh vật cản
Đồ án Robot tự hành
Giải bài toán cục bộ tránh vật cản cho robot tự hành
Nghiên cứu xây dựng phương pháp điều khiển Robot tự hành
THIẾT KẾ ROBOT MINI TỰ HÀNH DÒ ĐƯỜNG TRONG MÊ CUNG
Thiết kế mô hình điều khiển động cơ bước - Ứng dụng phục
Giáo trình Kỹ thuật cơ bản làm robot
Báo cáo kỹ thuật Robot - MÔTOMAN - MA1400
Robot công nghiệp (Thao tác và lắp ráp tự động linh hoạt
Robot tránh vật cản
Tính toán chuyển động và thiết kế robot MMR
cach lam robot tu ban chai mọi chủ đề
tải game robot biến hình cho điện thoại di động
